学术界和产业界都在努力加大无线传感器网络低功耗研究与生产的力度。在产业界,各大硬件公司研制开发计算性能更强、功耗更低的处理器芯片。各大高校与研究院对无线传感器网络物理层、MAC层以及网络层低功耗的研究一直没有停止过。多天线技术是利用分集增益提高信道容量。但由于传感器体积受限,无法在一个节点上配置多根天线。近几年有人提出了虚拟MIMO传输技术,多个单天线节点组成协作簇,协同发送数据。该技术将移动通信中多天线的优势引到无线传感器网络中,大大降低了传感器节点的远距离通信能耗。与此同时,在实际应用场景下我们更重视无线传感器网络的工作寿命,而不仅仅是降低发送单个比特数据的功耗。LEACH协议是较为传统的网络功耗平衡协议。它采用成簇式路由,簇内节点将感知数据发送到本簇簇头节点,由簇头进行数据融合,再将经过压缩处理的数据发送到Sink。本论文首先介绍了无线传感器网络的结构与特点,总结了无线传感器网络低功耗方面研究的已有工作。尤其对成簇式路由和虚拟MIMO传输方式进行详细介绍。然后对虚拟MIMO传输方式与多跳传输策略进行功耗建模并仿真。综合两种传输方式的优点,提出一种结合虚拟MIMO传输技术和多跳传输策略的低功耗传输方案——MIHOP,并给出计算MIHOP传输方案中多跳网络的最佳跳数算法。接着,本文以平衡网络功耗为目的进一步优化MIHOP方案,基于LEACH协议簇头选择算法和LEACH-C协议工作机制,提出改进的MIHOP-LEACH传输方案。理论和仿真验证表明,MIHOP传输方案在单比特低功耗性能上优于多跳传输策略和虚拟MIMO传输方式；经过优化的MIHOP-LEACH传输方案在网络寿命方面要比LEACH和MIHOP协议更长。